În sistemul comercial actual de baterii litiu-ion, factorul de limitare este în principal conductivitatea electrică.În special, conductivitatea insuficientă a materialului electrodului pozitiv limitează direct activitatea reacției electrochimice.Este necesar să se adauge un agent conductor adecvat pentru a spori conductivitatea materialului și pentru a construi rețeaua conductivă pentru a oferi un canal rapid pentru transportul electronilor și pentru a se asigura că materialul activ este pe deplin utilizat.Prin urmare, agentul conductor este, de asemenea, un material indispensabil în bateria litiu-ion în raport cu materialul activ.

Performanța unui agent conductor depinde în mare măsură de structura materialelor și de modalitățile în care acesta este în contact cu materialul activ.Agenții conductivi ai bateriei cu ioni de litiu utilizați în mod obișnuit au următoarele caracteristici:

(1) Negru de fum: Structura negrului de fum este exprimată prin gradul de agregare a particulelor de negru de fum într-un lanț sau o formă de struguri.Particulele fine, lanțul dens de rețea, suprafața specifică mare și masa unitară, care sunt benefice pentru a forma o structură conductivă a lanțului în electrod.Ca reprezentant al agenților conductori tradiționali, negrul de fum este în prezent cel mai utilizat agent conductor.Dezavantajul este că prețul este mare și greu de dispersat.

(2)Grafit: Grafitul conductiv este caracterizat printr-o dimensiune a particulei apropiată de cea a materialelor active pozitive și negative, o suprafață specifică moderată și o conductivitate electrică bună.Acționează ca un nod al rețelei conductoare din baterie, iar în electrodul negativ, nu numai că poate îmbunătăți conductivitatea, ci și capacitatea.

(3) P-Li: Super P-Li se caracterizează prin dimensiunea mică a particulei, similară cu negrul de fum conductiv, dar o suprafață specifică moderată, în special sub formă de ramuri în baterie, ceea ce este foarte avantajos pentru formarea unei rețele conductoare.Dezavantajul este că este dificil de dispersat.

(4)Nanotuburi de carbon (CNT): CNT-urile sunt agenți conductivi care au apărut în ultimii ani.În general, au un diametru de aproximativ 5 nm și o lungime de 10-20um.Ele nu pot acționa doar ca „fire” în rețelele conductoare, dar au și un efect de strat de electrod dublu pentru a da joc caracteristicilor de mare viteză ale supercondensatorilor.Conductivitatea sa termică bună este, de asemenea, favorabilă disipării căldurii în timpul încărcării și descărcării bateriei, reduce polarizarea bateriei, îmbunătățește performanța bateriei la temperaturi ridicate și scăzute și prelungește durata de viață a bateriei.

Ca agent conductor, CNT-urile pot fi utilizate în combinație cu diverse materiale pentru electrozi pozitivi pentru a îmbunătăți capacitatea, rata și performanța ciclului materialului/bateriei.Materialele electrozilor pozitivi care pot fi utilizate includ: LiCoO2, LiMn2O4, LiFePO4, electrod pozitiv polimer, Li3V2(PO4)3, oxid de mangan și altele asemenea.

În comparație cu alți agenți conductivi obișnuiți, nanotuburile de carbon au multe avantaje ca agenți conductivi pozitivi și negativi pentru bateriile cu ioni de litiu.Nanotuburile de carbon au o conductivitate electrică ridicată.În plus, CNT-urile au un raport de aspect mare și o cantitate mai mică de adăugare poate atinge un prag de percolare similar cu alți aditivi (menținerea distanței electronilor în compus sau migrarea locală).Deoarece nanotuburile de carbon pot forma o rețea de transport de electroni foarte eficientă, o valoare a conductibilității similară cu cea a unui aditiv de particule sferice poate fi atinsă cu doar 0,2% în greutate de SWCNT.

(5)Grafeneste un nou tip de material de carbon plan bidimensional, flexibil, cu o conductivitate electrică și termică excelentă.Structura permite stratului de foi de grafen să adere la particulele de material activ și să ofere un număr mare de locuri de contact conductoare pentru particulele de material activ al electrodului pozitiv și negativ, astfel încât electronii să poată fi conduși într-un spațiu bidimensional pentru a forma un rețea conductivă de suprafață mare.Astfel, este considerat agentul conductor ideal în prezent.

Negrul de fum și materialul activ sunt în contact punctual și pot pătrunde în particulele materialului activ pentru a crește complet raportul de utilizare a materialelor active.Nanotuburile de carbon sunt în contact punctual și pot fi intercalate între materialele active pentru a forma o structură de rețea, care nu numai că mărește conductivitatea, ci poate acționa și ca agent de legare parțial și modul de contact al grafenului. este un contact punct-la-față, care poate conecta suprafața materialului activ pentru a forma o rețea conductivă cu suprafață mare ca corp principal, dar este dificil să acoperiți complet materialul activ.Chiar dacă cantitatea de grafen adăugată crește continuu, este dificil să se utilizeze complet materialul activ și să difuzeze ionii de litiu și să se deterioreze performanța electrodului.Prin urmare, aceste trei materiale au un bun trend complementar.Amestecarea negru de fum sau nanotuburi de carbon cu grafen pentru a construi o rețea conductivă mai completă poate îmbunătăți și mai mult performanța generală a electrodului.

În plus, din perspectiva grafenului, performanța grafenului variază de la diferite metode de preparare, în gradul de reducere, dimensiunea foii și raportul de negru de fum, dispersibilitatea și grosimea electrodului, toate afectează natura. a agenților conductivi în mare măsură.Printre acestea, deoarece funcția agentului conductor este de a construi o rețea conductivă pentru transportul electronilor, dacă agentul conductor în sine nu este bine dispersat, este dificil să se construiască o rețea conductivă eficientă.În comparație cu agentul conductor tradițional de negru de fum, grafenul are o suprafață specifică ultra-înaltă, iar efectul conjugat π-π îl face mai ușor de aglomerat în aplicații practice.Prin urmare, modul de a face grafenul să formeze un sistem de dispersie bun și de a utiliza pe deplin performanța sa excelentă este o problemă cheie care trebuie rezolvată în aplicarea pe scară largă a grafenului.